Shapiro-Regel für die Blutkulturabnahme

Klinischer Hintergrund

Blutkulturen werden routinemäßig bei einem großen Teil der Patienten in der Notaufnahme mit Verdacht auf eine Infektion abgenommen, die diagnostische Ausbeute ist jedoch gering, in der Größenordnung von 2 bis 20 Prozent positiver Kulturen [3]. Ein übermäßiger Einsatz verursacht nicht nur Kosten, sondern auch Kontaminationen, unnötige Antibiotikatherapie und eine unnötig verlängerte Verweildauer im Krankenhaus. Die Shapiro-Regel für Blutkulturen wurde gezielt als Ausschlussinstrument entwickelt: Sie soll Ärztinnen und Ärzten helfen, mit Sicherheit diejenigen Patienten zu identifizieren, bei denen das Risiko einer echten Bakteriämie so gering ist, dass auf eine Blutkultur verzichtet werden kann, anstatt Hochrisikopatienten aufzuspüren. Die Entscheidung ist ohne strukturierte Unterstützung schwierig, da Fieber allein eine schlechte Triagevariable ist und der klinische Eindruck dazu neigt, das Risiko zu überschätzen, besonders bei eindrucksvoll wirkenden Patienten mit tatsächlich niedrigem Risikoprofil.

Berechnung der Shapiro-Regel

Die Regel beruht auf einer Unterteilung in Hauptkriterien und Nebenkriterien. Eine Blutkultur ist indiziert bei mindestens einem Hauptkriterium oder mindestens zwei Nebenkriterien. In allen übrigen Fällen wird der Patient als Niedrigrisikopatient klassifiziert, und auf die Kultur kann verzichtet werden.

Hauptkriterien:

• Temperatur >39,5 °C
• Liegender Gefäßkatheter
• Klinischer Verdacht auf Endokarditis

Nebenkriterien:

• Temperatur 38,3-39,4 °C
• Alter >65 Jahre
• Schüttelfrost
• Erbrechen
• Systolischer Blutdruck <90 mmHg
• Leukozyten >18.000/µL
• Stabkernige Granulozyten >5 %
• Thrombozyten <150.000/µL
• Kreatinin >2,0 mg/dL

Formal lässt sich die Regel wie folgt ausdrücken:

$$\text{Indikation für Blutkultur} = \mathbb{1}!\left(\sum_{\text{Haupt}} \geq 1\right) ;\lor; \mathbb{1}!\left(\sum_{\text{Neben}} \geq 2\right)$$

dabei ist $\mathbb{1}$ eine Indikatorfunktion, die den Wert 1 annimmt, wenn die Bedingung erfüllt ist, und andernfalls 0.

Die Derivationskohorte bestand aus 3.901 konsekutiven erwachsenen Patienten der Notaufnahme des Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston, bei denen im Zeitraum von Februar 2000 bis Februar 2001 eine Blutkultur abgenommen wurde [1]. Davon wurden 3.730 (96 Prozent) eingeschlossen, und 305 (8,2 Prozent) hatten eine echte Bakteriämie, definiert als Nachweis eines pathogenen Mikroorganismus in der Blutkultur ohne Kontamination. Die Patienten wurden zufällig einer Derivationskohorte (zwei Drittel) und einer internen Validierungskohorte (ein Drittel) zugeteilt. Die Variablen stammten aus Anamnese, Komorbidität, Status und Routinelabor.

Interpretation in der Praxis

Die Regel hat zwei Ergebnisse: indiziert oder niedriges Risiko. Es gibt keine Zwischenkategorien, was eine bewusste Konstruktion ist.

Ein negatives Ergebnis nach der Regel spricht dafür, auf eine Blutkultur zu verzichten, hat aber nicht Vorrang vor der klinischen Beurteilung. Ein Patient mit Übelkeit, fokalen Infektionszeichen oder Risikofaktoren für eine Sepsis kann unabhängig von der Punktzahl dennoch eine Kultur benötigen, insbesondere bei geschwächter Immunabwehr.

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der internen Validierungskohorte betrug die Sensitivität 97 Prozent (95-%-KI 94-100 Prozent), und nur 3 (0,9 Prozent) der Niedrigrisikopatienten hatten eine positive Blutkultur [1]. In der Derivationskohorte lag die entsprechende Zahl bei 4 (0,6 Prozent). Die Spezifität betrug in der Derivationskohorte 47 Prozent.

In einer externen retrospektiven Validierung an einer dänischen Notaufnahme (1.526 Patienten, 6,9 Prozent echte Bakteriämie) wurden eine Sensitivität von 94 Prozent (95-%-KI 88-98 Prozent) und eine Spezifität von 48 Prozent (95-%-KI 42-53 Prozent) gemessen, bei einer Fläche unter der ROC-Kurve von 0,83 [2]. Ein prospektives systematisches Review zu Prädiktionsmodellen für Bakteriämie in der Notaufnahme, 2024 veröffentlicht, identifizierte 20 Kohortenstudien und fand für das Shapiro-Modell eine AUC zwischen 0,71 und 0,83 über die Studien hinweg, mit einer Sensitivität von bis zu 98 Prozent, aber einer zwischen 26 und 69 Prozent schwankenden Spezifität [3]. Im selben Review wurden neuere Modelle (5MPB-Toledo und MPB-INFURG-SEMES) mit höherer Diskrimination identifiziert (AUC bis zu 0,95 bzw. 0,92), die Shapiro-Regel bleibt jedoch der internationale Referenzstandard und die am weitesten verbreitete. Eine französische retrospektive Studie zu einem alternativen Ausschlussinstrument (BAROC) ergab eine Sensitivität von 100 Prozent, aber eine Spezifität von nur 10-11 Prozent, was verdeutlicht, dass eine niedrige Spezifität ein strukturelles Problem von Ausschlussregeln auf diesem Gebiet ist [4].

Einschränkungen

Die Regel hat in allen Validierungen eine niedrige Spezifität (26-69 Prozent), was bedeutet, dass sie bei einem großen Teil der Patienten ohne Bakteriämie eine Blutkultur empfiehlt. Dies ist für ein Ausschlussinstrument akzeptabel, führt aber dazu, dass ein beträchtlicher Anteil der Kulturen dennoch negativ ausfällt. Sie sollte daher nicht als Entscheidungshilfe für den Beginn einer Antibiotikatherapie verstanden werden, sondern in erster Linie als Unterstützung bei der Entscheidung zur Abnahme von Blutkulturen.

Folgende Patientengruppen werden von der Regel nicht gut erfasst:

• Immunsupprimierte Patienten, einschließlich Neutropenie, Zytostatikatherapie, hämatologischer Malignität oder solider Organtransplantation. Hier können klinische Zeichen und Laborwerte verschoben sein und die Sensitivität ist unsicher; die klinische Beurteilung wiegt schwerer als die Regel.
• Patienten mit bereits laufender Antibiotikatherapie, bei denen die diagnostische Ausbeute der Blutkultur geringer ist und die Regel dies nicht berücksichtigt.
• Patienten mit fokalen Infektionen, bei denen die Blutkultur nicht die primäre Diagnostik ist, beispielsweise unkomplizierter unterer Harnwegsinfekt oder lokalisierte Hautinfektion.

Eine weitere Fallgrube ist, dass die Regel keine Aussage zur Kultur anderer Untersuchungsmaterialien trifft. Ein Patient mit niedrigem Risiko nach der Regel kann dennoch eine Meningokokkeninfektion, eine Endokarditis mit negativen Blutkulturen oder eine andere schwere Infektion haben, die eine spezifische Diagnostik erfordert. Die Regel betrifft somit ausschließlich die Entscheidung über die Blutkultur, nicht die gesamte Infektionsabklärung.

Dass ein liegender Gefäßkatheter ein Hauptkriterium ist, bedeutet, dass Patienten mit Hämodialysekatheter, zentralem Venenkatheter oder peripher eingeführtem zentralem Katheter (PICC) die Regel automatisch erfüllen. Das ist angesichts des erhöhten Risikos einer katheterassoziierten Bakteriämie rational, trägt aber auch zur niedrigen Spezifität bei, da viele Patienten mit Katheter aus anderer Ursache Fieber haben.

Quellen

1. Shapiro NI, Wolfe RE, Wright SB et al. Who needs a blood culture? A prospectively derived and validated prediction rule. J Emerg Med 2008;35(3):255-64. PMID: 18486413
2. Jessen MK, Mackenhauer J, Hvass AM et al. Prediction of bacteremia in the emergency department: an external validation of a clinical decision rule. Eur J Emerg Med 2016;23(1):44-9. PMID: 25222426
3. Julián-Jiménez A, García DE, García de Guadiana-Romualdo L et al. Models to predict bacteremia in the emergency department: a systematic review. Emergencias 2024;36(1):48-62. PMID: 38318742
4. Pehlivan J, Douillet D, Jérémie R et al. A clinical decision rule to rule out bloodstream infection in the emergency department: retrospective multicentric observational cohort study. Emerg Med J 2023;41(1):20-26. PMID: 37940371